新加坡国立大学(NUS)的一组研究人员做出了一项偶然的科学发现,这可能会彻底改变分解水制氢的方式。
新加坡国立大学设计与工程学院材料科学与工程系的研究小组发现,光可以在一种广泛用于水电解的催化材料中触发一种新的机制,在这种材料中,水被分解成氢和氧。其结果是一种更节能的获取氢的方法。
研究人员说:“我们发现电催化反应的氧化还原中心由光触发,在金属和氧之间切换,这大大提高了水电解效率。”
这项新发现可能会开辟新的、更有效的工业方法来生产氢气,并将这种环保的燃料来源提供给更多的人和行业。
该研究小组发表在《自然》杂志上的一篇研究论文中详细阐述了他们的发现。
意外的突破
在正常情况下,研究团队可能不会遇到这样一个突破性的发现。但近三年前,他实验室的照明意外断电,让他们得以观察到与光有关的催化电解水机制。
通常,他们的研究实验室的顶灯通常会24小时开着。但在2019年的一个晚上,由于停电,灯熄灭了。当研究人员第二天回到实验现场时,他们发现在黑暗中继续进行的水电解实验中,一种基于氢氧化镍的材料的性能急剧下降。
研究人员说:“性能下降,以前没有人注意到,因为从来没有人在黑暗中做过实验。”。“此外,文献表明,这种材料不应对光敏感;光不应对其性能产生任何影响。”
为了确定他们即将发现突破性的东西,研究小组进行了多次重复实验。他们深入研究了这种现象背后的机制。他们甚至在新加坡以外的地方重复了这个实验,以确保他们的发现是一致的。
三年后,该研究小组终于能够在一篇论文中公开分享他们的发现。
根据他们的发现,该团队目前正在设计一种新的方法来改进生产氢气的工业流程。研究人员建议让含有水的电池制成透明的,这样就可以在水分解过程中引入光线。这会使得电解过程可以在更短的时间内产生更多的氢气,消耗更少的能量。